Hoy comenzaremos nuestro artículo hablando sobre un componente imprescindible en todas nuestras impresoras denominado nozzle (en inglés) o boquilla.
Dentro de nuestro nozzle es donde se efectúa la fundición de nuestros filamentos y es a su vez el punto de extracción del mismo, para luego depositarse en nuestra plataforma de construcción. Y uno de los aspectos más importantes será la elección del mismo, siempre dependiendo del tipo de material a utilizar, y ahora veremos porqué.
Antes de comenzar y si te gustan nuestros artículos, no te olvides de añadirnos a nuestras redes sociales (Facebook, Twitter, Instagram), o a visitarnos en nuestro canal de Telegram.
Nozzle: Características básicas
Si bien la elección de nuestro nozzle es un punto importante, ya que definirá en parte la calidad de nuestras impresiones y los materiales a utilizar, no deja de ser un proceso bastante sencillo.
En principio sería recomendable tener en cuenta 3 parámetros básicos. Aunque el precio también puede ser determinante, no lo hemos considerado un factor «decisivo» a tener en cuenta.
Nozzles económicos pueden dar resultados excelentes, siempre y cuando el proceso de fabricación (y sus tolerancias) sean las adecuadas y no nos encontremos con productos de muy baja o dudosa calidad.
Tipo de nozzle
Desde que empezó la fiebre de las impresoras han visto la luz diferentes tipos de nozzles y variaciones, siempre dependiendo del modelo o fabricante de la impresora 3D. No obstante podríamos afirmar que los principales, o más populares, serían los siguientes:
- Nozzles MK8: Este tipo de nozzles se encuentra en numerosas impresoras «lowcost» chinas, como puede ser la Creality Ender3 o similares.
- Nozzles MK10: Al igual que las boquillas MK8, estas suelen usarse en el mismo rango de impresoras de bajo/medio coste. Destacar que el MK10 es una mejora/evolución del Nozzle MK8.
- Nozzles V6: Este tipo de nozzle se podría considerar actualmente como el estándar de facto.
- Nozzles Volcano: Otra evolución del anterior más enfocado a determinados materiales y máquinas destinadas a operar con altos volúmenes de extrusión y velocidad. O simplemente con materiales mucho más técnicos o exóticos demandados por la aplicación en cuestión.
Diámetro del nozzle
Básicamente es el diámetro del orificio de salida del Nozzle por donde se extrae el filamento completamente fundido y se deposita en la plataforma de impresión o en la misma pieza impresa.
Existe una ámplia gama de medidas a gusto del consumidor. No obstante podríamos decir que las más comunes son entre 0.25mm de diámetro hasta 1.2mm de diámetro. Esto no significa que no existan medidas superiores o inferiores a este rango, simplemente son más específicas y menos utilizadas.
En este punto me gustaría indicar que es de vital importancia la exactitud o tolerancia de la fabricación del nozzle, ya que en el fileteador indicaremos el diámetro del mismo y toda variación resultará en pérdida directa de calidad, sobre extrusión e incluso atascos (en casos extremos).
Tipo de filamentos
Otro dato muy importante que hay que tener en cuenta es el material en el que nuestro Nozzle o Boquilla está fabricado.
Al atravesar el plástico nuestro componente en cuestión, este se encuentra expuesto a un continuo desgaste que acaba agrandando el diámetro del mismo y obligándonos a sustituirlo.
Filamentos con partículas de madera, hierro (magnéticos), cobre (conductivos) o con fibra de carbono son abrasivos y con el tiempo acaban desgastando nuestra boquilla. Así que deberás elegir el Nozzle adecuado a tus filamentos de impresión.
Si deseas conocer más acerca de diferentes tipos de filamentos para impresión 3D puedes encontrar un magnífica guía en el siguiente enlace: Guía definitiva de filamentos 3D para tu impresora (propiedades, parámetros, fabricantes, etc.)
Material de fabricación
El material de fabricación de nuestro nozzle o boquilla nos indicará el tipo de filamentos a utilizar, su durabilidad ante el proceso de abrasión y, como no, el coste del mismo, ya que dependiendo del material será diferente.
Algunos de los materiales que se utilizan normalmente en la producción y fabricación de boquillas para impresión 3D son los siguientes:
Latón
Suelen ser los más comunes y económicos, además de tener unas buenas características en la transferencia de calor. Esto significa que tiene una alta eficiencia para transferir el calor desde el bloque fusor/calentador al filamento.
Suele ser la mejor opción para comenzar a explorar el mundo de la impresión 3D antes de ir a otras opciones más caras. No obstante, el latón es un material blando que puede dañarse o desgastarse fácilmente por la propia abrasión del filamento, mala manipulación o tiempo de uso del mismo.
Acero inoxidable
Originalmente pensados para producir impresiones relacionadas con alimentación. No tienen ningún beneficio especial a destacar, tienen alto coste, unas características de conductividad térmica peores que el latón y no mejoran en exceso su desgaste con el uso de materiales abrasivos.
Cobre-Niquelado
Los nozzles de aleación de cobre niquelados tiene mejores características térmicas que los de latón. Además, gracias a sus características, son perfectos para trabajar en materiales viscosos como PETG ya que tienden a no adherirse al nozzle acumulando restos de filamentos y a dejar artefactos en nuestras impresiones.
Tienen un coste intermedio y además de trabajar de forma sensacional con materiales viscosos esa misma característica los hace los más adecuados para trabajar con impresiones pequeñas o con mucho detalle usando nozzles de diámetros inferiores a 0.4mm
Acero endurecido
Los nozzles de acero endurecido son unos de nuestros preferidos por ser de los más polivalentes. Gracias a su dureza y durabilidad nos permiten trabajar con filamentos más técnicos como fibra carbono, metal, madera u otros similares.
Los nozzles de acero endurecido por otro lado no tienen tan buena transferencia térmica como otros por lo que tendremos que aumentar un poco la temperatura. Esto es algo que nos hará tener que afinar un poco más nuestro perfil de impresión, ya que tienen a crear más hilos o Stringing en nuestras impresiones.
| Genuine E3D Nozzle |  |  |
| Genuine E3D Nozzle X | | |
Rubí
Originalmente enfocados a imprimir materiales técnicos que requieren altas temperaturas. Obviamente como podrás imaginar tienen un coste alto y son bastante frágiles. Son ciertamente una elección muy específica, y quizá innecesarios en la mayoría de las impresoras 3D de escritorio (para hobby).
| Red X Ruby Nozzle | | |
Tungsteno
Podríamos afirmar que son uno de los nozzles perfectos dadas sus características de durabilidad y excelente conductividad térmica. Por contra su coste es bastante elevado, así que solo lo recomendaría para aplicaciones profesionales.
Puedes encontrarlo en extrusores de alto rendimiento como el DyzeXtruder Pro: Análisis de un extrusor de alto rendimiento para entornos profesionales
Titanio
Con el auge de barrels de este material, el cual para ese componente es un material muy indicado, varios fabricantes han lanzado Nozzles o boquillas de este material.
No obstante, destacar que el titanio posee una conductividad térmica horrible, por lo que sería una mala elección para una parte tan vital como son nuestros nozzles.
Revestidos
Algunos fabricantes de boquillas para impresión 3D disponen en su catálogo de nozzles con los materiales anteriormente citados pero con un revestimiento específico para mejorar las características térmicas y durabilidad de los mismos.
Normalmente este tipo de nozzles suelen aportar, además de las mejoras comentadas, un menor índice de adhesión del filamento al nozzle.
Esta opción es bastante interesante, sobre todo si trabajamos a menudo con filamentos más viscosos como PETG. Uno de los que bajo nuestro punto de vista podría ser el mejor nozzle es el Nozzle X de E3D, y probablemente el más equilibrado en todas sus características.
Coste del nozzle
Por supuesto, un aspecto muy importante que no debemos olvidar entre todas las características del nozzle o boquilla es su coste o precio del mismo.
Y cuando hablamos de coste, no solo nos referimos al precio del material, sino a costes derivados por tiempo/reparaciones y plástico de impresiones fallidas.
Usar un material no adecuado para nuestro filamento/máquina puede afectar a la calidad de nuestras impresiones, por lo que además de seleccionar el material más adecuado es importante que la durabilidad y calidad sean las correctas.
En la imagen superior puedes observar la diferencia entre un fabricante chino (clones) y Nozzles de calidad, salta a simple vista.
Diámetro de extrusión
El diámetro de extrusión de nuestro Nozzle o boquilla marcará el uso, calidad y velocidad en nuestras impresiones.
Es interesante un estudio por parte de Prusa en el que solamente el 22% de usuarios de impresoras 3D han probado diferentes diámetros de nozzle. Y es de extrañar, ya que cambiar el diámetro de nuestra boquilla nos aporta mayor velocidad o precisión a la hora de afrontar nuestras piezas.
A grandes rasgos nuestras sugerencias como referencia podrían ser estas:
- Grandes impresiones: Donde usaríamos boquillas de 0.8mm a 1mm de diámetro, acero endurecido o revestido como el Nozzle X de E3D
- Impresiones funcionales/normales: En este supuesto optariamos por el uso de boquillas de 0.4mm a 0.6mm de diámetro e igualmente de acero endurecido o revestido.
- Impresiones pequeñas/detalle: Usaríamos boquillas de 0.25mm a 0.35mm de cobre-niquelado, y a ser posibles revestidos para evitar que el filamento quede adherido al nozzle.
¿En qué afecta el diámetro a nuestro perfil de impresión?
A la hora de cambiar el diámetro de nuestro nozzle tenemos que tener en cuenta que va a requerir modificar ciertos parámetros de nuestros perfiles de impresión. Básicamente serían estos:
- Ancho de extrusión: Obviamente si cambiamos el diámetro de nuestro nozzle el ancho de extrusión se verá afectado.
- Altura de capa: Otro factor que se ve afectado por el cambio de diámetro de nuestro nozzle es la altura de capa los cuales siempre aconsejamos que sigan 3 parámetros básicos:
- Mínima altura de capa: Por norma general aplicaremos el 25% del diámetro del nozzle
- Máxima altura de capa: En este caso usaremos el 80% del diámetro del nozzle
- Medidas intermedias entre min. y max. altura de capa: Para el cálculo de esas medidas intermedias intentaremos utilizar los multiplicadores «mágicos» usando múltiplos de 0.04mm para eventualmente hacerlos coincidir con la resolución de nuestros motores.
- Flujo: Siempre que cambiemos de diámetro nuestro nozzle deberemos realizar una prueba de flujo para ajustar este importante cambio de nuestro sistema de extrusión. Os aconsejamos revisar nuestra guía de calibración para encontrar el valor óptimo.
- Velocidad de impresión: Con el cambio de diámetro y los parámetros a los que afecta la velocidad de impresión se verá afectada.
Dado que son multitud de parámetros a tener en cuenta no hay una fórmula «mágica» que seguir en el ajuste de las velocidades.
No obstante, en algunos laminadores como PrusaSlicer/SuperSlicer podemos usar MVS o máxima velocidad de extrusión, que dejará en manos del laminador usar la velocidad más adecuada en cada caso.
Conclusiones
Para obtener el máximo provecho de nuestras impresoras el uso y elección del nozzle es una parte fundamental.
Debemos tener en cuenta que un Nozzle es un componente relativamente «económico, por lo que invertir en más calidad va a repercutir a medio/largo plazo en un ahorro considerable.
Tanto en tiempo (impresiones fallidas), como en dinero (filamento desechado en impresiones fallidas o más repuestos de nozzle).
Para uso en piezas funcionales normalmente utilizaremos diámetros 0.4/0.6mm, y bien ajustado el perfil de impresión no veremos diferencias entre ambos a misma altura de capa y sí un ahorro de tiempo de impresión, además de permitirnos trabajar con mayores alturas de capa.
En muchas ocasiones tendemos a imprimir a alturas de capa muy pequeñas que en muchas ocasiones no aportan mejoras/detalle si no cambiamos el diámetro de nuestro nozzle y añaden un tiempo innecesario de impresión.
Como siempre, deseamos que el artículo haya sido de vuestro agrado. Puedes leer otros artículos interesantes en nuestro blog:
- Elegoo Mars 2 Pro: Análisis de una gran impresora de resina para uso doméstico
- BTT Octopus: Análisis y Guía de configuración con Marlin y Klipper
- FYSETC S6: Guía completa de esta excelente electrónica para nuestras impresoras 3D
- BTT SKR 2: Cómo detectar y reparar el fallo de la primera revisión (REV A)
- ¡Sorteo de impresora 3D Monoprice Mini Delta v2 en 3DWork!
- Elegoo Jupiter 6K: Llega un nuevo buque insignia a la plataforma de Crowdfunding Kickstarter
- Monoprice Mini Delta v2: La elección perfecta para iniciarse en impresión 3D
- Televisor de los Simpsons impreso en 3D que reproduce los episodios aleatoriamente
- BigTreeTech SKR 2: Guía y configuración de esta nueva y potente electrónica
- Guía completa FYSETC Spider: Una auténtica «bestia» para nuestras impresoras 3D
